FR3137257A1 - Dispositif et procede de limitation des interactions entre des animaux et des structures construites - Google Patents

Abstract

TITRE DE L’INVENTION : DISPOSITIF ET PROCÉDÉ DE LIMITATION DES INTERACTIONS ENTRE DES ANIMAUX ET DES STRUCTURES CONSTRUITES Le dispositif de limitation des interactions entre des animaux et une structure comportant des éléments rigides, comporte, à la surface d’un tel élément rigide, au moins un transducteur (30) électro-acoustique d’émission de vibrations mécaniques présentant au moins une fréquence, dans un mouvement perpendiculaire à la surface de cet élément rigide, chaque transducteur étant relié à cet élément rigide par une liaison rigide (32, 33, 34) configurée pour transmettre ces vibrations mécaniques à la surface de l’élément rigide, l’énergie mécanique transmise dans l’élément rigide de la structure étant supérieure à l’énergie mécanique directement émise par ce transducteur électro-acoustique dans l’environnement de cet élément rigide, cet élément rigide diffusant ces vibrations mécaniques dans l’environnement de la structure. Figure de l’abrégé : Figure 2

Description

DISPOSITIF ET PROCEDE DE LIMITATION DES INTERACTIONS ENTRE DES ANIMAUX ET DES STRUCTURES CONSTRUITES Domaine technique de l’invention

La présente invention concerne un dispositif et un procédé de limitation des interactions entre des animaux et des structures construites. Elle vise, en particulier, à avertir ces animaux et/ou à les effaroucher pour les éloigner d’une structure pouvant induire un danger pour ces animaux et/ou dont le fonctionnement ou l’usage peuvent être dégradés par ces animaux.

La présente invention s’applique, en particulier, à éloigner des animaux volants, notamment oiseaux et chauve-souris, d’éoliennes qui peuvent les blesser, voire les tuer, et à les éloigner de bâtiments et de panneaux photovoltaïques qu’ils peuvent dégrader, notamment par le biais de leurs déjections.

État de la technique

L’interaction des animaux avec certaines infrastructures peut être source de danger pour ces animaux. Par exemple, certaines espèces d’oiseaux et de chauves-souris peuvent être tuées par les mouvements des pales d’éoliennes.

Inversement certaines espèces peuvent dégrader des structures existantes ou leurs usages. Par exemple, des panneaux photovoltaïques voient leurs performances dégradées par des fientes d’oiseaux utilisant ces structures comme reposoirs.

Plusieurs brevets décrivent différentes solutions pour éloigner ces animaux des structures avec lesquelles ils sont susceptibles d’interagir, de manière à limiter les risques causés par ces interactions. Parmi ces brevets, l’utilisation de sons est souvent décrite. Ces solutions consistent à répartir des émetteurs sonores autour ou sur l’équipement à protéger. Par exemple, le brevet US9125394B2 et la demande de brevet US20170127664A1 décrivent des systèmes particuliers d’émission d’ultrason (sifflets, émetteurs fixés sur des barres à l’extérieur de la structure).

Ces dispositifs ont, au moins pour certaines fréquences, une portée limitée et ils présentent une certaine complexité de mise en place sur la structure ou dans son environnement.

Présentation de l’invention

La présente invention vise à remédier à tout ou partie de ces inconvénients.

À cet effet, la présente invention vise, selon un premier aspect, un dispositif de limitation des interactions entre des animaux et une structure comportant des éléments rigides. Ce dispositif comporte, à la surface d’un tel élément rigide, un transducteur électro-acoustique d’émission de vibrations mécaniques présentant au moins une fréquence, dans un mouvement perpendiculaire à la surface de cet élément rigide, ce transducteur étant relié à cet élément rigide par une liaison rigide configurée pour transmettre ces vibrations mécaniques à la surface de l’élément rigide, l’énergie mécanique transmise dans l’élément rigide de la structure étant supérieure à l’énergie mécanique directement émise par ce transducteur électro-acoustique dans l’environnement de cet élément rigide, cet élément rigide diffusant ces vibrations mécaniques dans l’environnement de la structure.

Grâce à ces dispositions, chaque élément rigide muni d’au moins un transducteur électroacoustique émet des ondes acoustiques sur l’ensemble de sa surface. Les animaux approchant de toute partie de cet élément rigide reçoivent donc un signal sonore les avertissant de la présence de cet élément rigide en vue de les effaroucher. L’invention met à profit la meilleure propagation de certaines fréquences dans des matériaux rigides, par exemple les métaux, certains matériaux composites ou certaines matières plastiques que dans le milieu ambiant, air ou eau, pour que les ondes sonores soient plus uniformément entendues par les animaux dans un volume entourant la structure. Pour une structure élevée, par exemple un immeuble ou une éolienne, la mise en œuvre de l’invention évite la nécessité de trouver des points de fixation en hauteur ou d’avoir un accès au parties élevées extérieures, accès nécessitant des cordes ou des grues.

Dans des modes de réalisation, au moins un transducteur électroacoustique est intégralement à l’intérieur d’un élément rigide creux.

Grâce à ces dispositions, il n’est pas nécessaire de faire passer des câbles à l’extérieur de l’élément rigide ou depuis l’intérieur de l’élément rigide vers l’extérieur de cet élément rigide. Dans le cas de l’installation du dispositif dans le mât d’une éolienne, elle peut se faire par l’intérieur du mât en utilisant les montes charges, échelles et coursives et plateformes existantes.

Dans des modes de réalisation, la liaison rigide comporte au moins un aimant. Cette fixation magnétique évite tout perçage ou toute modification de l’élément rigide auquel est associé le transducteur. Cette liaison rigide s’applique particulièrement aux éléments rigides en acier.

Dans des modes de réalisation, la liaison rigide entre au moins un transducteur et l’élément rigide auquel ce transducteur est lié est configurée pour assurer une conduction thermique d’évacuation de la chaleur générée dans le transducteur vers l’élément rigide.

Ce mode de réalisation est particulièrement adapté aux éléments rigides métalliques donc bons conducteurs de la chaleur. Le transducteur est ainsi fixé sur un élément rigide assurant au moins une partie de la dissipation thermique.

Dans des modes de réalisation, le transducteur comporte une céramique piézoélectrique.

Un tel cristal permet de générer des vibrations de fortes puissances, par exemple de l’ordre de deux kilowatts.

Dans des modes de réalisation, au moins un transducteur est positionné sur la surface de l’élément rigide pour générer, pour au moins une fréquence de vibration émise par le transducteur, des interférences destructives sur un point de liaison prédéterminé de l’élément rigide sur un élément extérieur.

On évite ainsi d’exercer des vibrations de fortes amplitudes résultant d’interférences constructives sur ce point de liaison, vibrations qui seraient susceptibles d’endommager ce point de liaison.

Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de l’invention comporte, de plus, au moins un système de détection de proximité d’au moins un animal d’une espèce cible et un moyen d’activation configuré pour activer au moins un transducteur en cas d’une telle détection.

Dans des modes de réalisation, le moyen d’activation est configuré pour adapter les émissions des transducteurs en fonction de la nature de l’espèce de l’animal détecté par au moins un système de détection.

Dans des modes de réalisation, le moyen d’activation est configuré pour activer au moins un transducteur sur les périodes d’activité prédéterminées des espèces cibles et/ou en fonction de la présence des espèces cibles détectées.

Dans des modes de réalisation, le moyen d’activation est configuré pour activer une pluralité de transducteurs en fonction de la position, par rapport à la structure, de l’animal détecté.

Dans des modes de réalisation, le moyen d’activation est configuré pour activer une pluralité de transducteurs à des fréquences d’oscillations différentes résultant en des phénomènes acoustiques de battement.

Selon un deuxième aspect, la présence invention vise une éolienne comportant un dispositif objet de l’invention.

Selon un troisième aspect, la présence invention vise une installation photovoltaïque, qui comporte un dispositif objet de l’invention.

Selon un quatrième aspect, la présence invention vise un bâtiment, qui comporte un dispositif objet de l’invention.

Les avantages, buts et caractéristiques particulières de cette éolienne, de cette installation photovoltaïque et de ce bâtiment étant similaires à ceux du dispositif objet de l’invention, ils ne sont pas rappelés ici.

Brève description des figures

D’autres avantages, buts et caractéristiques particulières de l’invention ressortiront de la description non limitative qui suit d’au moins un mode de réalisation particulier du banc d’exercice objets de la présente invention, en regard des dessins annexés, dans lesquels :

représente, en vue en perspective, une éolienne et des positions d’implantation de transducteurs d’un dispositif objet de l’invention,

représente, en vue en perspective, un premier mode de réalisation particulier d’un transducteur d’un dispositif objet de l’invention,

représente, en vue en perspective, un deuxième mode de réalisation d’un transducteur d’un dispositif objet de l’invention,

représente, en vue en perspective, une éolienne équipée de trois transducteurs tels que représentés en ,

représente, sous forme d’un schéma-bloc, des fonctions d’un mode de réalisation particulier du dispositif objet de l’invention,

représente, sous forme d’un logigramme, des étapes d’installation d’un dispositif objet de l’invention sur une éolienne, et

représente, en coupe, des vibrations véhiculées par un élément rigide.

On observe, en des localisations préférentielles 21 à 26 de transducteurs électromécaniques dans les différents éléments rigides d’une éolienne 20. La localisation 21 est en tête du rotor, aussi appelé « hub », portant les pales de l’éolienne 20. La localisation 22 est sur la partie supérieure de la nacelle de l’éolienne 20. La localisation 23 est sur la partie inférieure de la nacelle de l’éolienne 20. La localisation 24 est sur une pale de l’éolienne 20. Les localisations 25 et 26 sont sur le mât de l’éolienne 20.

Chacune de ces localisations 21 à 26 est entourée par un élément rigide, afin que les vibrations mécaniques générées par un transducteur électromécanique se propagent dans la structure de ces différents éléments rigides avant qu’elles soient diffusées dans le milieu ambiant, ici l’atmosphère.

Les localisations 21 à 26 représentées en ne sont qu’indicatives. En fonction des objectifs et de la structure de l’éolienne, le nombre de transducteurs peut être réduit ou, au contraire, augmenté.

Ainsi un ou plusieurs transducteurs peuvent être fixés à l’intérieur du hub de l’éolienne ou sur les parois de la nacelle en choisissant des orientations permettant de créer une couverture étendue. En particulier, la partie inférieure de la nacelle peut être utilisée pour renforcer les émissions sonores entre le sol et le volume brassé par les pales. La base 24 des pales constitue également un site d’implantation possible destiné à propager les émissions sonores dans le volume brassé par les pales, quelle que soit leur position par rapport au mât.

La fixation d’un ou plusieurs transducteurs à hauteur de pale, dans le mât de l’éolienne est particulièrement avantageuse car elle diffuse des sons directement dans la partie inférieure du volume brassé par les pales sans avoir à placer de haut-parleurs à l’extérieur de cette zone très peu accessible. Cette zone est à privilégier dans le cas d’éoliennes utilisant un mât en béton pouvant présenter un obstacle à la propagation des vibrations des transducteurs car la partie supérieure du mât est généralement réalisée en acier présentant de bonne capacité de transmission des vibrations. Sur les éoliennes équipées de mât en acier, un ou plusieurs transducteurs fixés en bas du mât sont susceptibles de prévenir ou dissuader les animaux évoluant à faible altitude de s’approcher de l’éolienne où une prise d’altitude de ces animaux peut présenter un danger, pour eux et/ou pour l’éolienne.

On observe, en un mode de réalisation particulier d’un transducteur 30 et sa liaison rigide à un élément rigide d’un équipement à protéger, par exemple l’éolienne 20 illustrée en .

Chaque transducteur 30 comporte au moins un vibrateur (non représenté) émettant des vibrations perpendiculaires à la surface de l’élément rigide 31 (partiellement représenté) sous l’action d’une courant électrique alternatif. Chaque vibrateur peut être électrodynamique, électrostatique, piézoélectrique, électromécanique ou utilisé une combinaison de ces technologies de manière à produire des vibrations mécaniques d’une fréquence unique ou de différentes fréquences. La fréquence et l’amplitude des vibrations émises peuvent être constantes ou modulées au cours du temps de manière à induire de manière efficace la réponse attendue des animaux des espèces ciblées, en créant le moins de nuisance possible à l’équipement protégé, à ses utilisateurs et au voisinage.

Dans le milieu ambiant, ces vibrations mécaniques sont diffusées sous forme de sons, d’ultrasons et d’infrasons, en fonction de la fréquence des vibrations initiales et du possible élargissement de la bande de ces fréquences en fonction de leur propagation dans l’élément rigide qui porte le transducteur 30 et leur transmission au milieu ambiant à partir de cet élément rigide.

Un support, ou boîtier, 32 assure la protection de chaque tel vibrateur et de son câble d’alimentation 35 et la dissipation thermique de la chaleur produite par ce vibrateur. Des jonctions rigides 33 assurent la liaison avec la surface de l’élément rigide de l’équipement à protéger. Ces jonctions rigides 33 peuvent être composées de ressorts métalliques hélicoïdaux comme présentés en ou de tout autre système élastique adapté, quelles qu’en soit la géométrie, la nature ou la composition (lame métallique, bloc d’élastomère, ou autre). Ces jonctions rigides 33 ont pour fonction de transmettre les vibrations mécaniques depuis chaque vibrateur jusqu’à la surface de l’élément rigide 31, surface dans laquelle se propagent les vibrations mécaniques transversales, ce qui a pour effet de les diffuser dans le milieu ambiant.

Des fixations 34 sont réalisées de manière à fixer le transducteur 30 sur la surface de l’élément rigide 31 sans la dégrader. Sur une surface en acier, l’usage d’aimants 34 est privilégié. Sur des résines, matériaux composites, plastiques ou métaux non magnétiques, la fixation peut se faire en utilisant des résines ou des colles. Les supports peuvent être adaptés à la fixation sur des points de fixation existants (filetages, brides de levages ou point d’attache).

Les transducteurs 30 sont reliés à un système de génération de courant alternatif et d’amplification 52 (voir ) par l’intermédiaire du câble souple 35. Ce système 52 dispose d’une interface d’entrée/sortie analogique 56 et d’une interface d’entrée/sortie numérique 57 de manière à être piloté et interagir avec d’autres systèmes dans l’éolienne, renvoyer des informations et être pilotable à distance.

Chaque vibrateur ultrasonique est, par exemple, de type utilisé pour le soudage ultrasonique piézoélectrique de plastique, avec une fréquence comprise entre 15KHz et 40KHz, et une puissance comprise entre 500W et 3000W.

Le vibrateur ultrasonique est un dispositif qui réalise la conversion mutuelle entre l'énergie électrique et l'énergie mécanique (vibration acoustique) par l'effet piézoélectrique d’une céramique piézoélectrique, et est amplifié par des blocs de couverture de rayonnement avant et arrière d’un boîtier qui correspondent à l'impédance acoustique. Puisque le boîtier est un dispositif passif, il ne produit pas de vibration lui-même, mais transmet la vibration d'entrée après avoir changé d'amplitude, complétant la transformation d'impédance. Une fois le transducteur connecté à un tel boîtier, l'amplitude de l'onde ultrasonique peut être modifiée dans une large plage. Tant que la résistance du matériau est suffisante, l'amplitude peut ainsi passer de 10 µm en sortie de la céramique piézoélectrique, à 100 µm en sortie du boîtier.

Selon différentes conceptions, les principales formes de transducteur ultrasonique sont de type de colonne, de type de corne inversée, de type de couverture arrière en acier ou de type de feuille d'aluminium intermédiaire.

On observe, en , un élément rigide 31 soumis à une vibration mécanique générée par un vibrateur 71. La flèche 72 représente la composante de cette vibration perpendiculaire au plan tangent à l’élément rigide 31 à son point de sollicitation, c’est-à-dire le point d’appui du vibrateur ou au point d’appui d’un support du vibrateur au contact avec l’élément rigide.

La vibration mécanique 72 provoque, d’une part, une émission d’une vibration primaire dans le milieu ambiant, en phase avec la sollicitation, directement en regard du point de sollicitation et, d’autre part, une diffusion d’une onde transversale, représentée par la flèche 73, dans l’élément rigide 31. Chaque point de l’élément rigide recevant cette onde transversale provoque l’émission d’une vibration secondaire 74 dans le milieu ambiant. Cette vibration secondaire est déphasée, par rapport à la vibration primaire, du fait de la durée de diffusion de l’onde transversale jusqu’à ce point.

La vitesse de diffusion dans l’élément rigide étant supérieure à la vitesse du son dans le milieu ambiant, la combinaison de l’onde primaire 72 et des ondes secondaires 74 correspond à un front d'onde, ou surface d'onde, 75 de forme conique. L’énergie mécanique transmise dans l’élément rigide 31 de la structure est supérieure, et préférentiellement au moins dix fois supérieure, à l’énergie mécanique directement émise par le vibrateur 71 dans l’environnement de cet élément rigide.

En référence aux figures 1 et 2, le dispositif objet de l’invention comporte, à la surface d’un élément rigide de l’équipement à protéger, au moins un transducteur électro-acoustique d’émission de vibrations mécaniques. Ces vibrations mécaniques présentent au moins une fréquence et une composante perpendiculaire à la surface de cet élément rigide. Le transducteur est relié à l’élément rigide par une liaison rigide configurée pour transmettre ces vibrations mécaniques à la surface de l’élément rigide.

Préférentiellement, au moins un transducteur électroacoustique est intégralement à l’intérieur d’un élément rigide creux.

Préférentiellement, dans le cas d’élément rigide métallique, la liaison rigide entre le transducteur et l’élément rigide est configurée pour assurer une conduction thermique d’évacuation de la chaleur générée dans le transducteur vers l’élément rigide.

On observe, en , un transducteur 40 orientable, qui comporte des éléments rigides 42 munis de vibrateurs internes. Le panneau 40 protège les vibrateurs et leurs connexions et sert de dissipateur thermique. Les décalages de phase des émissions sonores entre les éléments rigides 42 peuvent être ajustés pour obtenir une combinaison de phase optimisant la directivité du front d’onde résultant de leurs combinaisons. Ce panneau est monté sur des brides de fixation 41 permettant l’optimisation de son orientation.

La est une illustration schématique des localisations de transducteur similaire au transducteur 40 sur une éolienne 20 pour compléter ponctuellement la portée des transducteurs similaires au transducteur 30 notamment grâce à la combinaison de phase. Leur utilisation peut venir augmenter le niveau sonore dans certains secteurs du volume brassé par les pales en particulier s’il est nécessaire d’utiliser des ultrasons à des fréquences élevées pour assurer l’éloignement de chauves-souris sensibles à ces fréquences.

Les transducteurs similaires au transducteur 40 sont à l’extérieur de la tête de rotor (hub) de l’éolienne. Ils constituent des transducteurs additionnels aux transducteurs montés sur la structure de l’éolienne, similaire au transducteur 30.

Dans des variantes, l’éolienne 20 ne comporte que des transducteurs similaires au transducteur 40, à l’extérieur de la structure de l’éolienne.

Les flèches 45 illustrées en représentent des exemples de directions d’émission de vibrations sonores, par des transducteurs 40, dans le milieu ambiant.

On observe, en des fonctions d’un mode de réalisation particulier du dispositif 50 objet de l’invention. Les modules fonctionnels 51 à 53 sont interconnectés. Les transducteurs de surface 30 sont organisés dans des modules 51 en groupes émettant de vibrations de même fréquence ou en groupes émettant des fréquences différentes. Un générateur-amplificateur 52 génère les signaux à émettre par les transducteurs 30. Au moins un module 53 comporte des transducteurs 40 émettant directement dans le milieu ambiant peut être ajoutés au système 50. Le module générateur amplificateur 52 dispose d’une entrée/sortie analogique 56 et d’une entrée/sortie numérique 57 ainsi que d’une prise d’alimentation électrique 58. Le module générateur amplificateur 52 fonctionne de manière autonome en fonction d’une mesure de luminosité et d’une horloge, par exemple, et informe d’autres systèmes de son état de fonctionnement. Ces deux entrées sorties 56 et 57 sont configurées en fonction des contextes de communication de l’équipement à protéger.

La description donnée ci-dessous correspond à une éolienne industrielle équipée pour avertir et éloigner oiseaux et chauves-souris. L’invention peut être appliquée à d’autres structures qui peuvent être, à titre d’exemple, des éoliennes, des tours, des haubans de pont, des câbles de téléphérique, des ligne électriques, des turbines, des éléments de filets ou de chalut dont la présence, l’exploitation ou le fonctionnement peuvent présenter un danger pour les espèces cibles.

Ces espèces cibles peuvent être des animaux protégés (oiseaux, chauves-souris, cétacés ou autres) et susceptibles d’être menacés par une interaction (collision, barotraumatisme, noyade) avec une structure pouvant être équipée par le système et susceptibles de réagir aux émissions sonores produites par le système.

Les espèces cibles peuvent également être des animaux pouvant nuire au fonctionnement, à l’usage, à l’exploitation ou à l’intégrité d’une structure (oiseaux, poissons…) ou créer d’autre nuisances aux alentours de la structure pouvant être équipée.

L’interface d’entrée/sortie numérique est, dans ce mode de réalisation, reliée à un

système 54 de détection de proximité d’au moins un animal d’une espèce cible, par l’intermédiaire d’un moyen 55 d’activation configuré pour activer au moins un transducteur en cas de détection de proximité d’un tel animal.

Le système 54 de détection est de type connu, par exemple basé sur un traitement d’image optique, thermique, infrarouge, sonar, radar ou leur combinaison, un traitement de sons, notamment ultrasons, et un système d’analyse automatique utilisant par exemple un apprentissage automatique et des algorithmes d’intelligence artificielle.

Préférentiellement, le moyen 55 d’activation est configuré pour adapter les émissions des transducteurs 30 et/ou 40 en fonction de la nature de l’espèce de l’animal détecté par au moins un système de détection 54. Alternativement ou complémentairement, le moyen 55 d’activation est configuré pour activer au moins un transducteur 30 et/ou 40 sur les périodes d’activité prédéterminées des espèces cibles, notamment dans le cas des espèces cibles migratrices.

Préférentiellement, le moyen 55 d’activation est configuré pour activer une pluralité de transducteurs 30 et/ou 40 en fonction de la position, par rapport à l’équipement à protéger, de l’animal détecté.

Dans des modes de réalisation, le moyen 55 d’activation est configuré pour activer une pluralité de transducteurs 30 et/ou 40, à des fréquences d’oscillations différentes résultant en des phénomènes acoustiques de battement.

Préférentiellement, le moyen 55 d’activation est configuré pour ne pas activer tout transducteurs 30 et/ou 40 émettant des ondes sonores susceptibles d’être nocives pour des humains, en cas de détection de la présence d’un humain et en fonction de sa position par rapport à l’équipement à protéger. En particulier, en cas d’entrée d’un opérateur dans le mât d’une éolienne, tout transducteur positionné à l’intérieur de ce mât est préférentiellement désactivé. On note que la détection de la présence d’un opérateur dans le mât peut se faire par détection de l’ouverture d’une porte d’accès.

La illustre des étapes mises en œuvre pour l’installation du dispositif objet de l’invention sur une éolienne.

Au cours d’une étape 61, on effectue le dimensionnement de l’installation, y compris le nombre de dispositifs à installer, la position de chaque dispositif, la fréquence d’émission de chaque dispositif et la puissance d’émission de chaque dispositif, en fonction de la géométrie, des dimensions, des matériaux et des fréquences propres de chaque élément rigide de l’éolienne, des espèces cibles susceptibles de s’approcher de cette éolienne et des battements et interférences constructives ou destructives souhaités. Par exemple, au moins un transducteur est positionné sur la surface de l’élément rigide pour générer, pour au moins une fréquence de vibration émise par le transducteur, des interférences destructives sur un point de liaison de l’élément rigide sur un autre élément.

Au cours d’une étape 62, on fixe les transducteurs aux éléments rigides choisis pour les porter. Comme indiqué ci-dessus, on favorise une fixation aimantée sur un élément rigide en acier et un collage sur élément en béton.

Optionnellement, au cours d’une étape 63, on fixe aussi au moins un capteur de vibrations dans l’éolienne et/ou à proximité de l’éolienne, pour réaliser des mesures de puissance, de directivité et de fréquence des ondes sonores émises et, éventuellement, adapter la puissance des signaux électriques reçus par les transducteurs. Ces capteurs de vibration comportent, par exemple, des microphones.

Au cours d’une étape 64, on effectue le câblage des transducteurs et éventuels capteurs, installés sur l’éolienne ou à sa proximité.

Au cours d’une étape 65, on relie les transducteurs et capteurs à une centrale de pilotage, telle que celle décrite en regard de la .

Au cours d’une étape 66, on effectue une calibration du dispositif.

Pour le fonctionnement du dispositif objet de l’invention implanté sur une éolienne,
on choisit un mode de fonctionnement, par exemple entre (une combinaison de ces modes étant possible) :
- Un mode de fonctionnement forcé consistant en un fonctionnement en continu des transducteurs, pour éloigner les animaux des espèces cibles,
- Un mode de fonctionnement prédictif consistant en un fonctionnement des transducteurs pendant des périodes quotidiennes, annuelles ou liées à des événements extérieurs, tels que la météorologie, la température, l’humidité locale,
- Un mode réactif, dans lequel on mesure un niveau d'activité des espèces cibles, par exemple par caméra, radar et/ou capteur acoustique, et on active les transducteurs en cas de détection de la proximité entre un animal d’une espèce cible et l’éolienne,
- Un mode combiné des modes prédictif et réactif,
- Un mode mixte, dans lequel on combine différents émetteurs de vibrations : avertissement sonore dans certaines conditions (vent fort par exemple) et régulation avec éventuel arrêt des pâles de l’éolienne, dans d'autres conditions (vent faible par exemple) et
- Un mode sécurité, interrompant le fonctionnement des transducteurs en présence d'un intervenant dans ou à proximité de l'éolienne (détection proximité, ouverture porte, mode maintenance activé sur l’éolienne).

Comme indiqué ci-dessus, les différences de phase entre les ondes sonores émises par les transducteurs peuvent être mises à profit pour diriger des plans d’ondes et former des faisceaux sonores focalisés sur l’animal détecté.

Bien entendu, on peut combiner plusieurs transducteurs pour émettre des vibrations acoustiques dans plusieurs plages de fréquence entre 0 et 200 kHz, et, plus particulièrement, entre 10kHz et 100 kHz.

Comme on le comprend à la lecture de la description qui précède, la présente invention consiste à utiliser des structures existantes pour propager des sons, et/ou des ultrasons et/ou des infrasons, dans le milieu qui les entoure, grâce à des transducteurs au contact d’éléments rigides de la structure existante. Ces sons sont propagés dans ces éléments rigides avant d’être diffusés sous forme d’ondes acoustiques dans le milieu entourant l’équipement à protéger.

L’invention crée ainsi une large surface d’émission, transmettant des puissances sonores plus élevées au milieu ambiant sans apporter aucune modification structurelle à l’équipement à protéger.

Les fréquences des émissions sont définies en fonction de leur efficacité à atteindre l’objectif d’alerter et/ou d’éloigner les espèces cibles tout en se propageant de manière optimale dans la structure et le milieu entourant la structure, sans en menacer l’intégrité, et en réduisant les nuisances sur le voisinage et les espèces non ciblées.

Il peut s’agir de fréquences pures continues ou émises sous forme d’impulsion, d’incursion en fréquence, de bruit ou de tout enregistrement sonore de fréquences audibles ou non audibles.

Le milieu ambiant peut être indifféremment l’air ou l’eau. Les structures équipées peuvent être dangereuses pour certains animaux ou être des installations dont le fonctionnement, l’exploitation, l’usage ou l’intégrité peuvent être menacés par les espèces cibles, leurs comportements ou leurs déjections. Par exemple, le dispositif objet de l’invention peut émettre des infrasons pour éviter que des oiseaux, par exemple des pigeons ou des goëlands, se posent sur des structures.

L’invention peut aussi être mise en œuvre pour éloigner des êtres humains, en vue de protéger des zones ouvertes ou des bâtiments.

La présente invention vise particulièrement une éolienne, une installation photovoltaïque, un ouvrage d’art, un aéroport ou un bâtiment, qui comporte un dispositif objet de l’invention.

Claims (14)

1. Dispositif (50) de limitation des interactions entre des animaux et une structure (20) comportant des éléments rigides, caractérisé en ce qu’il comporte, à la surface d’un tel élément rigide, au moins un transducteur (30, 40) électro-acoustique d’émission de vibrations mécaniques présentant au moins une fréquence, dans un mouvement perpendiculaire à la surface de cet élément rigide, chaque transducteur étant relié à cet élément rigide par une liaison rigide (32, 33, 34) configurée pour transmettre ces vibrations mécaniques à la surface de l’élément rigide, l’énergie mécanique transmise dans l’élément rigide de la structure étant supérieure à l’énergie mécanique directement émise par ce transducteur électro-acoustique dans l’environnement de cet élément rigide, cet élément rigide diffusant ces vibrations mécaniques dans l’environnement de la structure.
2. Dispositif (50) selon la revendication 1, dans lequel au moins un transducteur (30) électroacoustique est intégralement à l’intérieur d’un élément rigide creux.
3. Dispositif (50) selon l’une des revendications 1 ou 2, dans lequel la liaison rigide (32, 33, 34) comporte au moins un aimant (34).
4. Dispositif (50) selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel la liaison rigide (32, 33, 34) entre au moins un transducteur et l’élément rigide auquel ce transducteur est lié est configurée pour assurer une conduction thermique d’évacuation de la chaleur générée dans le transducteur vers l’élément rigide.
5. Dispositif (50) selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel le transducteur (30, 40) comporte une céramique piézoélectrique.
6. Dispositif (50) selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel au moins un transducteur (30, 40) est positionné sur la surface de l’élément rigide pour générer, pour au moins une fréquence de vibration émise par le transducteur, des interférences destructives sur un point de liaison prédéterminé de l’élément rigide sur un élément extérieur.
7. Dispositif (50) selon l’une des revendications 1 à 6, qui comporte, de plus, au moins un système (54) de détection de proximité d’au moins un animal d’une espèce cible et un moyen (55) d’activation configuré pour activer au moins un transducteur (30, 40) en cas d’une telle détection.
8. Dispositif (50) selon la revendication 7, dans lequel le moyen (55) d’activation est configuré pour adapter les émissions de chaque transducteur (30, 40) en fonction de la nature de l’espèce de l’animal détecté par au moins un système de détection.
9. Dispositif (50) selon l’une des revendications 7 ou 8, dans lequel le moyen (55) d’activation est configuré pour activer au moins un transducteur (30, 40) sur les périodes d’activité prédéterminées des espèces cibles et/ou en fonction de la présence des espèces cibles détectées.
10. Dispositif (50) selon l’une des revendications 7 à 9, dans lequel le moyen (55) d’activation est configuré pour activer une pluralité de transducteurs (30, 40) en fonction de la position, par rapport à la structure, de l’animal détecté.
11. Dispositif (50) selon l’une des revendications 7 à 10, dans lequel le moyen (55) d’activation est configuré pour activer une pluralité de transducteurs (30, 40) à des fréquences d’oscillations différentes résultant en des phénomènes acoustiques de battement.
12. Eolienne (20), qui comporte un dispositif (50) selon l’une des revendications 1 à 11.
13. Installation photovoltaïque, qui comporte un dispositif (50) selon l’une des revendications 1 à 11.
14. Bâtiment, qui comporte un dispositif (50) selon l’une des revendications 1 à 11.